Herstellung von Schaltgabeln für den Automobilbau
Der Stahlformenbauer Spezial – Die Firma Maschinen & Formenbau Leinetal GmbH ist ein mittelständiges Unternehmen mit 70 Mitarbeitern. Die Firma ist auf die Bereiche Formenbau, Werkzeuge und Vorrichtungen sowie den Sondermaschinenbau spezialisiert. Der Formenbau ist der wichtigste Bereich.
Neben der Entwicklung, dem Bau und der Erprobung von Formen nach Vorgaben der Kunden werden zunehmend eigene konstruktive Lösungen mit Innovationspotenzial erarbeitet. Dabei kommen häufig neue oder seltene Verfahren, wie das Spritzgießen mit Gasinnendruck, das physikalische Schäumen oder das Schäumen mit chemischen Treibmitteln zur Anwendung. Die Innovationen führen zu neuen oder zu verbesserten Formen und Kunststofferzeugnissen. Sie erfüllen neue Kundenbedürfnisse oder sie optimieren die Arbeits- oder Ablauforganisation und damit die Wertschöpfungskette bei den Kunden.
Ein Beispiel sind Werkzeuge zur Herstellung von Schaltgabeln für den Automobilbau, die nachfolgend kurz beschrieben werden: Für zukünftige Automobile wird das Fahrzeugmanagement immer wichtiger. Ziel ist eine weitere Senkung des Treibstoffverbrauchs. Ein Teilgebiet des Fahrzeugmanagements bildet die Getriebesteuerung, welche entweder ein manuelles Schalten per Knopfdruck oder den Automatikbetrieb gestattet. Für eine solche Steuerung muss die jeweilige Stellung der Getrieberäder erfasst werden. Hierzu befinden sich an den Schaltgabeln kleine Permanentmagnete, deren Lage von ortsfesten Sensoren erkannt wird. Die Verbindung der Permanentmagnete mit der Schaltgabel erfolgt durch Umhüllung der Magnete und der Schaltgabelenden mit einem spritzfähigen Kunststoff. Hierzu werden Schaltgabel und Magnete gemeinsam in eine Spritzgießform eingelegt und umspritzt. Zur Gewährleistung der korrekten Polarität der Permanentmagnete wird die Lage der Magnetpole unmittelbar nach dem manuellen oder automatischen Einlegen der Magnete in die Spritzgießform durch geeignete Sensoren ermittelt. Die Sensorsignale werden mit der Maschinensteuerung verbundenen Auswerteinheit zugeführt. Nur bei korrekter Lage der Magnete schließt sich die Form und der Spritzgießvorgang beginnt. Wegen der geringen Abmessungen der Magnete und der beengten Platzverhältnisse in der Spritzgießform können handelsübliche Sensoren nicht eingesetzt werden. Deshalb wurde gemeinsam mit einem Industrie-Elektronik-Unternehmen ein neuartiger Hall-Sensor entwickelt, der sich durch einen besonders geringen Durchmesser und eine an die speziellen Platzverhältnisse anpassbare Länge auszeichnet. Die Abfrage der Polarität durch Hall-Sensoren erfordert spezielle nicht magnetische Werkstoffe im Spritzgießwerkzeug. Das Ziel der Innovation ist eine Prozessoptimierung bei der Fertigung der Schaltelemente durch Senkung der Ausschussrate und damit der Fertigungskosten.
